研究概述
Nanoscale
与连续而繁琐的原位法制备超薄水凝胶涂层相比，异位制备法将原位制备法中所需的连续步骤分解开，大大提高了制备水凝胶涂层的灵活性和便利性。然而，异位制备法较难制备微纳米级厚度的水凝胶涂层。在本文中，加拿大卡尔加里大学吕清叶副教授与阿尔伯塔大学曾洪波教授团队直接利用水凝胶吹出凝胶气泡，并随后将所得的水凝胶气泡转移到不同的基底上。所得到的水凝胶涂层呈现出呈山峰状的厚度变化，其中最薄的部分低至约5纳米，最厚的部分可控制在约200纳米至几微米之间。该方法可普遍应用于具有部分疏水性内部颗粒引发颈缩行为的水凝胶。由于整体接近或亚微米的厚度和独特的厚度分布，涂层呈现出不同干涉颜色的同心圆环。该圆环在不同的湿度及碱性气体刺激下能通过吸附/解吸周围水分或碱性分子进行扩张或收缩，使得同心圆环扩张或收缩。因此该水凝胶涂层可作为传感器应用于监测湿度变化或碱性气体。凭借该方法的通用性，我们相信该异位制备法可以作为一种简单而高效的纳米技术，用于制备各种类型的纳米厚度水凝胶涂层，以对周围刺激进行敏感和可见的监测。该成果以“Blowing-inspired ex situ preparation of ultrathin hydrogel coatings for visibly monitoring humidity and alkaline gas”为题，发表在《Nanoscale》并作为前封面文章刊出。
图文简介
Nanoscale
文章信息
Nanoscale
Blowing-inspired ex situ preparation of ultrathin hydrogel coatings for visibly monitoring humidity and alkaline gas. Xiao He, Ruijie Yang, Chaochen Xu, Ziqian Zhao, Y. Frank Cheng, Philip Egberts, Hongbo Zeng* and Qingye Lu*. Nanoscale, 2023,15, 13952-13964.
通讯作者
Nanoscale
吕清叶
吕清叶，卡尔加里大学副教授。武汉大学化学与分子学院本科和硕士（导师：陆君涛教授和庄林教授），加拿大阿尔伯特大学化学系博士（师从Jed Harrison教授），加拿大阿尔伯特大学土木与环境系（刘洋教授团队）与化学与材料系（曾宏波教授团队）博士后。2016年入职加拿大卡尔加里大学化工与石油系，2021年晋升副教授和终身教职。主要科研方向包括胶体与界面化学、仿生与天然材料、纳米材料和纳米技术在能源与环境中的应用。在Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Funct. Mater.等杂志上发表论文70多篇。
曾宏波
曾宏波，加拿大阿尔伯塔大学化学工程和材料工程系终身教授、加拿大工程院院士、国家讲席教授(Tier 1 Canada Research Chair)、加拿大皇家科学院青年院士。获清华大学工学学士和硕士学位，美国加州大学圣芭芭拉分校博士学位。目前研究方向主要包括胶体与界面科学、高分子材料、分子和纳米力学、以及各种工程过程的界面现象等。已在高水平SCI期刊发表论文420余篇，撰写和主编专著一部。获加拿大石油青年创新奖，Martha Cook Piper 研究奖, 加拿大化学工程期刊讲座奖, 加拿大化学和化工学会创新奖，阿尔伯塔大学工程研究优秀奖、工程本科教学优秀奖、工程研究生教学优秀奖和阿尔伯塔大学杰出导师奖，国际杰出青年化学工程师奖, 加拿大自然科学与工程研究理事会Steacie奖, 范德华(van der Waals)奖等。现兼任Advances in Colloid and Interface Science 等SCI期刊主编和副主编。Chemosphere等国际著名期刊审稿人。
